Astrónomos descubren una nueva ruta para salir del sistema solar

Han identificado colectores y auténticas autopistas formadas por la interacción de la gravedad de los siete planetas, gracias al estudio de las órbitas de asteroides y cometas

Las distancias en el espacio son tan enormes que nuestras naves necesitarían meses para llegar al planeta más cercano y decenas de miles de años para llegar a la estrella más próxima. Sin embargo, cuando se trata surcar el espacio, nunca se debe pensar en líneas rectas: para navegar por las estrellas y los planetas conviene aprovechar el empuje gravitacional de los planetas para ahorrar combustible y adquirir mayores velocidades, además de para hacer las maniobras cuando los objetos están en las posiciones más ventajosas. Es, por tanto, necesario aprovechar a las ventanas de lanzamiento, periodos de tiempo en los que las condiciones son óptimas.


Pero, ¿qué hay de las afueras? ¿Hay forma de cubrir las vastas distancias del sistema solar exterior de forma eficiente? Un equipo de investigadores del observatorio astronómico de Belgrado, en Serbia, ha descubierto algo así como un conjunto de «autopistas» espaciales para dejar el sistema solar, y viajar desde Júpiter a Neptuno. Sus conclusiones se han publicado en la revista científica « Science Advances».

Gracias al análisis de las órbitas de millones de asteroides y cometas, un equipo dirigido por Nataša Todorović ha detectado la presencia de una «auténtica autopista celestial», que permite la migración de objetos entre Júpiter y Neptuno en cuestión de décadas, en vez de cientos de millones de años, como ocurre fuera de estas vías.

Autopistas entre colectores

Dichas vías de comunicación son así como arcos que aparecen cerca de unas zonas concretas, situadas en el entorno de cada planeta, y a las que han llamado colectores espaciales, tal como ha informado « Sciencealert.com».

La detección de estas rutas ha sido posible gracias al estudio de distintas poblaciones de pequeños objetos. En concreto, han estudiado los cometas de la familia Júpiter, los centauros (unos objetos que se comportan como asteroides y cometas y que se encuentran entre Júpiter y Neptuno) y los objetos transneptunianos, cuerpos situados más allá de Neptuno.

Los modelos astronómicos suelen mostrar que los objetos transneptunianos tardan del orden de miles de millones de años en convertirse en objetos de la familia de Júpiter. Sin embargo, los autores de este estudio han averiguado que no siempre es así.

Un viaje de varias décadas

Usaron una herramienta conocida como «indicador rápido de Lyapunov» para detectar la existencia de colectores espaciales. La detección de estas regiones, junto a la información orbital de millones de órbitas, les permitieron modelar las perturbaciones generadas por los siete grandes planetas, desde Venus a Neptuno, e identificar la ruta seguida por las «autopistas» espaciales.

Por ejemplo, encontraron rutas que permiten a los objetos entrar en órbitas hiperbólicas, de escape del sistema solar, y llegar desde Júpiter a Urano y Neptuno en 38 y 46 años, respectivamente. De hecho, en tan solo un siglo la mayoría de los objetos alcanzan una distancia de 100 UAs (una Unidad Astronómica es la distancia que hay entre la Tierra y el Sol y equivale a 150 millones de kilómetros). En comparación, Plutón está a una distancia media de 39,5 UAs.

Este tipo de información permite estudiar cómo los cometas y los asteroides se pueden mover por el sistema solar y también tiene interés para diseñar futuras misiones interplanetarias.

Tal como han escrito en su artículo, será necesario hacer investigaciones más profundas para poder crear rutas que conecten los dos cinturones del sistema solar: el cinturón de asteroides (entre Marte y Júpiter) y el cinturón de Kuiper (más allá de Neptuno). Y todo sin olvidar el riesgo de las colisiones con su población de asteroides y cometas.

ABC ciencia

Lo hemos visto en series y en el cine, un motor WARP que nos lleve a los más alejados rincones de la galaxia en busca de otros mundos habitados. Ahora, científicos han propuesto el primer modelo de un motor de curvatura, basado en la idea del físico mexicano Miguel Alcubierre lanzada hace más de 20 años.

La idea de un impulso Warp que nos lleve a través de grandes áreas del espacio más rápido que la velocidad de la luz ha fascinado durante mucho tiempo tanto a los científicos como a los fanáticos de la ciencia ficción. Si bien todavía estamos muy lejos de saltar los límites de velocidad universales, eso no significa que nunca nos subiremos a las olas del espacio-tiempo deformado.

Unidad Warp física
Ahora, un grupo de físicos ha elaborado la primera propuesta para una unidad Warp física, basada en un concepto ideado en los años 90. Y dicen que no debería infringir ninguna de las leyes de la física.

En teoría, los impulsores warp se doblan y cambian la forma del espacio-tiempo para exagerar las diferencias en el tiempo y la distancia que, en algunas circunstancias, podrían ver a los viajeros moverse a través de distancias más rápido que la velocidad de la luz.

Una de esas circunstancias fue esbozada hace más de un cuarto de siglo por el físico teórico mexicano Miguel Alcubierre. Su idea, propuesta en 1994, era que una nave espacial propulsada por algo llamado «unidad Alcubierre» podría lograr este viaje más rápido que la luz. El problema es que requiere mucha energía negativa en un solo lugar, algo que simplemente no es posible según la física existente.

Pero el nuevo estudio tiene una solución. Según los investigadores del grupo de investigación independiente Applied Physics con sede en Nueva York, es posible deshacerse de la ficción de la energía negativa y aún así hacer un impulso Warp, aunque quizás un poco más lento de lo que nos gustaría.

Alexey Bobrick, astrofísico de la Lund University en Suecia, dijo en un comunicado:

“Fuimos en una dirección diferente a la de la NASA y otros y nuestra investigación ha demostrado que en realidad hay varias otras clases de impulsos warp en la relatividad general. En particular, hemos formulado nuevas clases de soluciones de impulso warp que no requieren energía negativa y, por lo tanto, se vuelven físicas”.

¿Por qué la energía negativa es tan importante?
La necesidad de energía negativa evita algunos de los problemas de relatividad general de los viajes más rápidos que la luz, al permitir que el espacio se expanda y contraiga más rápido que la luz, mientras mantiene todo dentro de su deformación dentro de los límites de velocidad universales.

Desafortunadamente, presenta más problemas propios, principalmente que la energía negativa que necesitaríamos existe solo en fluctuaciones en una escala cuántica. Hasta que podamos encontrar una manera de recoger una masa del tamaño de un Sol, este tipo de impulso simplemente no es posible.

La nueva investigación trabaja en torno a esto: según el documento, no se requeriría energía negativa, pero sí un campo gravitacional enormemente poderoso. La gravedad haría el trabajo pesado de doblar el espacio-tiempo de modo que el paso del tiempo dentro y fuera de la máquina de impulsión de urdimbre sería significativamente diferente.

Sin embargo, todavía no podrá reservar boletos: la cantidad de masa requerida para producir un efecto gravitacional notable en el espacio-tiempo sería al menos del tamaño de un planeta, y todavía hay muchas preguntas por responder.

Bobrick dijo a New Scientist:

“Si tomamos la masa de todo el planeta Tierra y la comprimimos en una capa con un tamaño de 10 metros, entonces la corrección a la tasa de tiempo dentro de ella es todavía muy pequeña, aproximadamente una hora extra al año”.

Diseño del motor Warp


Otro hallazgo interesante de la investigación se refiere a la forma del motor warp: un recipiente más ancho y alto necesitará menos energía que uno largo y delgado. Piense en una placa que se sostiene en posición vertical lanzada contra una pared primero, y tendrá una idea de la forma óptima de transmisión de deformación.

Aunque la realidad de viajar a estrellas y planetas distantes aún está muy lejos, el nuevo estudio es la última incorporación a un creciente cuerpo de investigación que sugiere que los principios de los impulsos warp son sólidos en términos científicos.

Los investigadores admiten que todavía no están seguros de cómo combinar la tecnología que han descrito en su artículo, pero al menos una mayor parte de los números se suman ahora. Confían en que en el futuro, el impulso warp se convertirá en una realidad.

Gianni Martire, uno de los científicos del grupo Applied Physics detrás del nuevo estudio, dijo en un comunicado:

“Si bien todavía no podemos romper la velocidad de la luz, no necesitamos hacerlo para convertirnos en una especie interestelar. Nuestra investigación de impulso warp tiene el potencial de unirnos a todos”.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en Classical and Quantum Gravity.


¿Lo conseguirán, podremos verlo en un día muy próximo?